導(dǎo)熱硅膠片是通過特殊工藝合成的一種導(dǎo)熱介質(zhì)材料,在行業(yè)內(nèi),又稱為導(dǎo)熱硅膠墊,導(dǎo)熱矽膠片,軟性導(dǎo)熱墊片,導(dǎo)熱硅膠墊片等等,是專門為利用縫隙傳遞熱量的設(shè)計(jì)方案生產(chǎn),能夠填充縫隙,完成發(fā)熱部位與散熱部位間的熱傳遞,同時還起到絕緣、減震、密封等作用;能夠滿足設(shè)備小型化及超薄化的設(shè)計(jì)要求,極具工藝性和實(shí)用性,且厚度適用范圍廣。
雖然導(dǎo)熱硅膠片在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用十分廣泛,但對于很多人來說,導(dǎo)熱硅膠片生產(chǎn)過程及生產(chǎn)工藝流程卻一直是個謎。
導(dǎo)熱硅膠片生產(chǎn)制作工藝目前主要有兩種方法:一種是用混煉膠固態(tài)(固態(tài)硅膠)使用模具壓制加工而成的導(dǎo)熱硅膠片,這種工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品材料是用過氧化物做硫化的,需要煉膠、開煉、切邊、稱量、模壓、撕飛邊、硫延等多層生產(chǎn)工藝。此技術(shù)的主要特點(diǎn)是成品品質(zhì)較好把控,質(zhì)量穩(wěn)定性高,成本低。
另一種是液態(tài)硅橡膠射出成型的產(chǎn)品,這種工藝就是用液態(tài)硅橡膠射出成型機(jī)直接生產(chǎn),裝上機(jī)械后整個材料流動都是在密封的狀態(tài)下進(jìn)行,不需要人工介入,不受生產(chǎn)環(huán)境影響,而且材料是用白金做硫化劑,環(huán)保性能非常好。此技術(shù)生產(chǎn)效率較高,但對成分的預(yù)先配置把握難度較大,中途不能改變產(chǎn)品性能。
高導(dǎo)熱硅膠片的制作工藝及生產(chǎn)流程主要包括:原材料準(zhǔn)備→塑煉、混煉→成型硫化→休整裁切→成品檢測等五個步驟。
1、原材料準(zhǔn)備
普通有機(jī)硅膠導(dǎo)熱系數(shù)較低,導(dǎo)熱性能較差,一般只有0.2W/m.K上下。如果是在普通硅膠中加入相應(yīng)的導(dǎo)熱填料就可以大大提高硅膠的導(dǎo)熱性能。我們在生產(chǎn)過程中較常用到的導(dǎo)熱填料有以下幾種:金屬氧化物(如Al2O3、MgO、BeO等)、金屬氮化物(如SiN、AlN、BN等);填料的熱導(dǎo)率不僅與材料本身有關(guān),而且與導(dǎo)熱填料的粒徑分布、形態(tài)、界面接觸、分子內(nèi)部的結(jié)合程度等密切相關(guān)。
一般而言,纖維狀或箔片狀的導(dǎo)熱填料的導(dǎo)熱效果更好。而導(dǎo)熱填料的價(jià)格也是存在很大差異,好的導(dǎo)熱填料價(jià)格比劣質(zhì)導(dǎo)熱填料價(jià)格要高出十幾倍之多,這也是市場上導(dǎo)熱硅膠片價(jià)格差異大的主要原因。
在準(zhǔn)備原材料時,配料必須按照配方稱量準(zhǔn)確,為了使生膠和配合劑能相互均勻混合,需要對一些材料進(jìn)行加工,如:生膠要在60--70℃烘房內(nèi)烘軟后,再切膠、破膠成小塊;塊狀配合劑如石蠟、硬脂酸、松香等要粉碎;液態(tài)配合劑(松焦油、古馬隆)需要加熱、熔化、蒸發(fā)水分、過濾雜質(zhì);粉狀配合劑若含有機(jī)械雜質(zhì)或粗粒時需要篩選除去等。
2、塑煉、混煉
塑煉、混煉是硅膠加工過程中的一個工序,生膠本身具有彈性,但缺乏加工時的必需可塑性,所以不太方便后續(xù)的加工和定形。為了提高生膠的可塑性,所以要對生膠進(jìn)行塑煉。降低生膠分子量和粘度以提高生膠可塑性,同時使生膠產(chǎn)生適當(dāng)?shù)牧鲃有裕詽M足混煉和成型進(jìn)一步加工的需要。導(dǎo)熱硅膠片制作原料一般是使用機(jī)械高速攪拌進(jìn)行破壞。經(jīng)過配色混煉后由乳白色硅膠變成各種顏色。
3、成型硫化(成型方法:壓延、刮涂、塑合)
導(dǎo)熱硅膠片的性能需同時滿足柔軟性、彈性、抗撕拉性,就需要對導(dǎo)熱硅膠片進(jìn)行二次硫化(固化)操作。液態(tài)的導(dǎo)熱硅膠在靠前階段加熱成型后,其交聯(lián)密度不夠,要使其進(jìn)一步硫化反應(yīng)才能增加導(dǎo)熱硅膠片的拉升強(qiáng)度、回彈性、硬度、溶脹程度、密度及熱穩(wěn)定性,二次硫化較一次硫化有較大的改善。如果不進(jìn)行二次硫化,也許生產(chǎn)的導(dǎo)熱硅膠片在性能上會受到一定的影響,得不到性能較為優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。一次硫化后的導(dǎo)熱硅膠片性能參數(shù)與二次硫化的性能參數(shù)不完全相同,這與實(shí)際操作過程及步驟有關(guān)。
4、休整裁切(分切方法:切片、模切)
經(jīng)過高溫處理后的導(dǎo)熱硅膠片需要放置一段時間,不能迅速采用其他快速冷卻法,而要待其自然冷卻后再按客戶提供尺寸進(jìn)行不同形狀尺寸規(guī)格的裁切,不然會直接影響導(dǎo)熱硅膠片的產(chǎn)品性能。
5、成品檢測
待導(dǎo)熱硅膠片做成成品后,需要進(jìn)行一些相關(guān)項(xiàng)目的檢測,主要包括:導(dǎo)熱系數(shù)、工作溫度、擊穿電壓、體積電阻率、阻燃性、抗撕拉強(qiáng)度、厚度、硬度等。
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